第3章1 切削过程的基本规律
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Ⅱ Ⅰ Ⅲ
切削部位三个变形区
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形
二、第Ⅰ变形区 （剪切滑移区）
OA—始滑移线
OM—终滑移线
变形的主要特征： • 剪切滑移变形
• 形成切屑
变形程度的度量
剪切角Φ ：剪切面与切削速度方向之间的夹角。 相对滑移ε：滑移距离Δs与瞬时位移Δy之比。 ε=Δs/ Δy =NP/MK =(NK+KP)/MK =ctan Φ+ tan(Φ -γ0）
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形
一、切屑的形成过程
实验研究表明，金属切削与非金属切削不同，金属 切削的特点是被切金属层在刀具的挤压、摩擦作用下产 生变形以后转变为切屑和形成已加工表面。
挤压与切削
切屑的形成与切离过程，是切削层受到刀具前刀 面的挤压而产生以滑移为主的塑性变形过程。 正挤压：金属材料受挤压时，最大剪应力方向与 作用力方向约成45°
鳞刺
鳞刺：已加工表面上的鳞片状毛刺，它对表面粗 糙度有严重的影响。
减小鳞刺的措施：
减小切削厚度 高速切削 切削液
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形 五、影响切削变形的主要因素
工件材料
在切削条件相同的情况下，材料的强度、硬度愈 大，材料与刀具间的摩擦系数减小，变形系数减 小，因此切削变形减小。 材料的塑性愈大，愈易产生塑性滑移和剪切变形， 因此切削变形愈大；但切削塑性大材料易产生积 屑瘤，又增大刀具工作前角而使切屑变形减小。
M O F
切削
切屑的形成过程
M F O
随着切应力、切应变 逐渐增大，达到其屈 服强度时，产生塑性 变形而滑移
塑性变形 挤裂 切离 切屑
切削 切削层 的金属 弹性变形
切削层的金 属受到刀具 前刀面的推 挤后产生弹 性变形
刀具继续切入时，材 料内部的应力、应变 继续增大，当切应力 达到其断裂强度时， 金属材料被挤裂
第Ⅲ变形区在刀具后刀面和已加工表面接触的区域上。是挤 压摩擦回弹区，直接影响已加工表面的质量和刀具的磨损。
•刀刃钝圆半径rn
: 前后刀面过渡圆弧半径。 •后刀面磨损带VB : 后刀面实际后角为零的棱带。 已加工面受到后刀面挤压与摩擦 产生变形，是造成已加工面加工 硬化和残余应力的主要原因。
h
D
Δh
D
工件材料：低碳易切钢； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：ap=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削条件：干切削， 预热611C
刀具几何角度影响
◆ 前角γ0 增大，切削力减小 ◆ 主偏角κr 对主切削力影响不大，对背向力和进给力 影响显著（ κr ↑—— Fp↓，Ff↑）
刀具几何角度影响
◆ 与主偏角相似，刃倾角λs对主切削力影响不大，对背向 力和进给力影响显著（ λs ↑ —— Fp↓，Ff↑）
刀具几何角度影响
◆ 刀尖圆弧半径 rε 对主切削力影响不大，对背向力和进 给力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓）；
四、第Ⅲ变形区
加工硬化
加工硬化亦称冷硬，它是在已加工表面严重变 形层内，金属晶格伸长、挤紧、扭曲甚至碎裂而 使表面层组织硬度增高的现象。 后果： 在硬化层的表面上会出现细微的裂纹、并在表 层内产生残余应力。 因此，加工硬化降低了加工表面质量和材料的 疲劳强度；增加下道工序加工困难，加速刀具磨 损；提高耐磨性的同时增加了表面的脆性，从而 降低了工件的抗冲击能力。在切削时应设法避免 或减轻硬化现象。
积屑瘤对加工过程的影响
保护刀具 积屑瘤硬 度很高
有利方面
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损
可减小切削变 形和切削力， 使切削轻快
积屑瘤的存在， 增加工 使刀具的实际工 作前角 作前角增大
积屑瘤对加工过程的影响
影响工件尺 寸精度 时大时小，时有时无，使切削 力产生波动而引起振动 积屑瘤的顶端突出于切削刃之外， 使实际的切削深度不断变化 积屑瘤破裂脱落后会划伤表面， 加快刀具磨损 会形成硬点和毛刺，使工件表面粗 造度值增大
在切削加工过程中，所需的切削功率Pc可以按下式计算：
Pe Pc 10 3 Fc vc 60 ( Kw)
式中 Fc
vc
—— 主切削力（N）； —— 主运动速度（m/min）
根据上式求出切削功率，可按下式计算机床电动机功率PE：
P E P c
ηc－机床传动效率，一般取ηc=0.75～0.85
不利方面
影响工件表 面粗造度
控制积屑瘤的措施
影响积屑 瘤的因素 工件材料 切削速度 刀具角度 切削液等 降低工件材料的塑性，提高材料硬度。 控制切削速度，以控制切削温度 控制措施 增大刀具前角，减小切削厚度 采用润滑性能优良的切削液可减少 甚至消除积屑瘤
3.1 切削过程的基本规律
四、第Ⅲ变形区
3.1 切削过程的基本规律
三、第Ⅱ变形区
被切削层金属经过终滑移线OM形成
切屑沿前刀面流出时，切屑底层仍 受到刀具的挤压和接触面之间强烈 的摩擦，继续以剪切滑移为主的方 式变形，其切屑底层的变形程度比 切屑上层剧烈，从而使切屑底层晶 粒弯曲拉长，在摩擦阻力的作用下， 这部分切屑流动速度减慢，称为滞
流层。
其他因素影响
◆ 刀具材料：与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦，
而影响切削力； ◆ 切削液：有润滑作用，使切削力降低；
◆ 副刀刃的影响：使切削变形增大，切削力增大
后刀面磨损：使切削力增大，对背向力Fp的影响最为 显著；
3.1 切削过程的基本规律
3.1.3 切削热和切削温度
切削过程中切削区的变形和摩擦所消耗的能量转化 产生的热称为切削热 切削热也是切削过程中产生的重要物理现 象，对切削过程有多方面影响。切削热传散 到工件上，会引起工件的热变形，因而降低 加工精度，工件表面上的局部高温则会恶化 已加工表面质量；传散到刀具上的切削热是 引起刀具磨损和破损的重要原因；切削热还 通过使刀具磨损对切削加工生产率和成本发 生影响。
3.1 切削过程的基本规律
3.1.2 切削力
金属切削时，刀具切入工件使被切金属层发生变形成为切屑 所需要的力称为切削力。
切削力来源
★ 3个变形区产生的弹、塑性变形抗力 ★ 切屑、工件与刀具间摩擦力 F弹、塑
M
F摩1
o
F摩2
3.1.2 切削力
切削力分解
变形力和摩擦力形成了作用在刀具上的合力F。为了便于测量、计 算和反映实际作用的需要，常将合力F分解为互相垂直的Fc、Ff和 Fp三个分力，如图所示。 •切削力Fc（主切削力Fz）：在主运动方 向上的分力，它切于加工表面,并与基面 垂直。Fc用于计算刀具强度，设计机床零 件,确定机床功率等。 •进给力Ff（进给抗力Fx）：在进给运动 方向上的分力，它处于基面内与进给方向 相反。Ff用于设计机床进给机构和确定进 给功率等。 •背向力Fp（吃刀抗力Fy）：在垂直于工 作平面上分力，它处于基面内并垂直于进 给方向。Fp用来计算工艺系统刚度；也是 使工件在切削过程中产生振动的力。
四、第Ⅲ变形区
残余应力
残余应力是指在没有外力的作用下,在物体内部 保持平衡而存留的应力。
残余应力对零件的性能的影响：
残余拉应力会使已加工表面产生裂纹，降低零件 的疲劳强度。残余压应力有时却能提高零件的疲 劳强度 工件表面残余应力分布不均匀也会使工件产生变 形,影响工件的尺寸和形状。
四、第Ⅲ变形区
影响切削力的因素
工件材料
强度、硬度高
塑性、韧性高 加工硬化倾向大 切削力大
切削用量
◆背吃刀量与切削力近 似成正比； ◆进给量增加，切削力 增加，但不成正比； ◆切削速度对切削力影 响复杂
主切削力Fc（N） 981 784 588
5 19 28 35 55 100 切削速度 v（m/min）
130
切削速度对切削力的影响
二、切削温度及分布
切削温度分布
切削温度一般指切削区域 的平均温度。 它由切削热的产生与传出 的平衡条件决定。 切削温度在切屑、工件、 刀具上的分布是不均匀的 ★ 切削塑性材料 — — 前刀面靠近刀尖处 温度最高。 ★ 切削脆性材料 — — 后刀面靠近刀尖处 温度最高。
图3-20 二维切削中的温 度分布
切削力分解
F Fd2 Fc2 Fc2 Ff2 Fp2
Ff Fd sin r
Fp Fd cos r
κr
Fp
Fd
Fc f 背向力 Fp
v
Ff
F
Ff 进给力 Fd
Fd
Fc 主切削力 F 切削合力 切削力的分解
工作功率的计算
工作功率Pe：切削过程中消耗的总功率。它包括切削功率Pc 和进给功率Pf。
因此，增大前角和剪切角则相对滑移减小，即切削变形减小
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽 度基本不变。用变形系数表示切削层变的变形程 度。
◆ 厚度变形系数 hD h ξ h hD
◆ 长度变形系数 LD ξ L LDh
LDh LD
变形系数值越大，说明切 削变形越严重。
切屑与切削层尺寸
此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因
刀具前刀面的摩擦
特点
在高温高压作用下，切屑底层与前刀面发生粘接，切屑与前刀 面之间既有外摩擦，也有内摩擦。
两个摩擦区
粘接区：剪切滑移，内摩擦 滑动区：滑动摩擦，外摩擦
lfi
lfo
积屑瘤
在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢 料或其它塑性材料时，常常在刀具前刀面切削处粘着一块剖面 呈三角状的硬块如图所示，这块冷焊在前刀面上的金属就称为 积屑瘤。
偏挤压：金属材料一部分受挤压时，OB线以下
金属由于母体阻碍，不能沿AB线滑移，而只能沿 OM线滑移
450 M A M A
F
O
F
B O
B
挤压与切削
Fra Baidu bibliotek切削：与偏挤压情况类似
弹性变形 剪切应力增大，达到屈服点
产生塑性变形，沿OM线滑移
剪切应力与滑移量继续增大，达到断裂强度
切屑与母体脱离。
切削热传出 加工方法和切削速度不同， 由切屑、工件、刀具和周围 介质传出的切削热百分比就 不同。 车削时，50%～86% 的切削热 由切屑带走，10%～40% 传入 工件，3%～9% 传入刀具，1% 传入周围介质; 钻削时约28%的切削热由切屑 带走，15% 传入钻头，2% 传 入工件，5%传入周围介质。
五、影响切削变形的主要因素
刀具几何角度
增大前角γo，切削刃越锋利，使变形系数ξ减小， 因此，切削变形减小。 增大刀尖圆弧半径，使切屑变形越大。
切削用量
切削速度：中低速时，积屑瘤影响较大，积屑瘤 高度越高，刀具实际前角增大，使变形系数ξ减 小。高速时，积屑瘤逐渐消失，刀具实际前角减 h 小，使ξ增大。 D Δh 切削厚度增加，切屑中平均变形减小；反之，薄 D 切屑的变形量大。 进给量f增大，切削厚度增加，使变形系数ξ减小
一、切削热的来源与传出
切削热来源
★ 切削过程变形和摩擦所做的功，绝大部分转变为切削热 ★ 主要来源
Q=QP+Qγ+Qα
式中， QP ,
量 Qγ, Qα 分别为切削层变 形、前刀面摩擦、后刀面摩擦产生的热 切屑
刀具
切削热传出
切削热由切屑、工件、刀具和 周围介质（切削液、空气)等 传散出去
工件
切削热的来源与传出
第三章 金属切削过程
本章要点
切削过程的基本规律 切削过程基本规律的 应用
3.1 切削过程的基本规律
一、切削变形及其主要影响因素 二、切削力及其主要影响因素 三、切削温度及其主要影响因素 四、刀具磨损、刀具耐用度及其主要影响 因素
3.1 切削过程的基本规律
金属切削过程是指在机床上通过刀具与 工件之间的相对运动，利用刀具前刀面推挤 切削层，切除多余金属，使其产生切屑和得 到已加工表面的过程。 切削过程中，会出现许多物理现象，诸 如切削变形、切削力、切削热、刀具磨损等。
沿刀 具前 刀面 流出
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形
切削变形 切削变形的本质是工件受到刀具推挤 后产生弹性和塑性变形，使切削层与母体
金属分离。
三个变形区
第Ⅰ变形区：切削刃前面 的切削层内产生的塑性变形区 (剪切变形区)，金属剪切滑移 成为切屑。主变形区，面积最 大变形区。 第Ⅱ变形区：切屑底层与前刀面 接触处，切屑排出时受前刀面挤压 与摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑 瘤的主要原因。 第Ⅲ变形区：靠近切削刃处已加工表层内产生的变形 区。已加工面受到切削刃钝圆部分与后刀面挤压与摩擦， 产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力 的主要原因。
切削部位三个变形区
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形
二、第Ⅰ变形区 （剪切滑移区）
OA—始滑移线
OM—终滑移线
变形的主要特征： • 剪切滑移变形
• 形成切屑
变形程度的度量
剪切角Φ ：剪切面与切削速度方向之间的夹角。 相对滑移ε：滑移距离Δs与瞬时位移Δy之比。 ε=Δs/ Δy =NP/MK =(NK+KP)/MK =ctan Φ+ tan(Φ -γ0）
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形
一、切屑的形成过程
实验研究表明，金属切削与非金属切削不同，金属 切削的特点是被切金属层在刀具的挤压、摩擦作用下产 生变形以后转变为切屑和形成已加工表面。
挤压与切削
切屑的形成与切离过程，是切削层受到刀具前刀 面的挤压而产生以滑移为主的塑性变形过程。 正挤压：金属材料受挤压时，最大剪应力方向与 作用力方向约成45°
鳞刺
鳞刺：已加工表面上的鳞片状毛刺，它对表面粗 糙度有严重的影响。
减小鳞刺的措施：
减小切削厚度 高速切削 切削液
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形 五、影响切削变形的主要因素
工件材料
在切削条件相同的情况下，材料的强度、硬度愈 大，材料与刀具间的摩擦系数减小，变形系数减 小，因此切削变形减小。 材料的塑性愈大，愈易产生塑性滑移和剪切变形， 因此切削变形愈大；但切削塑性大材料易产生积 屑瘤，又增大刀具工作前角而使切屑变形减小。
M O F
切削
切屑的形成过程
M F O
随着切应力、切应变 逐渐增大，达到其屈 服强度时，产生塑性 变形而滑移
塑性变形 挤裂 切离 切屑
切削 切削层 的金属 弹性变形
切削层的金 属受到刀具 前刀面的推 挤后产生弹 性变形
刀具继续切入时，材 料内部的应力、应变 继续增大，当切应力 达到其断裂强度时， 金属材料被挤裂
第Ⅲ变形区在刀具后刀面和已加工表面接触的区域上。是挤 压摩擦回弹区，直接影响已加工表面的质量和刀具的磨损。
•刀刃钝圆半径rn
: 前后刀面过渡圆弧半径。 •后刀面磨损带VB : 后刀面实际后角为零的棱带。 已加工面受到后刀面挤压与摩擦 产生变形，是造成已加工面加工 硬化和残余应力的主要原因。
h
D
Δh
D
工件材料：低碳易切钢； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：ap=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削条件：干切削， 预热611C
刀具几何角度影响
◆ 前角γ0 增大，切削力减小 ◆ 主偏角κr 对主切削力影响不大，对背向力和进给力 影响显著（ κr ↑—— Fp↓，Ff↑）
刀具几何角度影响
◆ 与主偏角相似，刃倾角λs对主切削力影响不大，对背向 力和进给力影响显著（ λs ↑ —— Fp↓，Ff↑）
刀具几何角度影响
◆ 刀尖圆弧半径 rε 对主切削力影响不大，对背向力和进 给力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓）；
四、第Ⅲ变形区
加工硬化
加工硬化亦称冷硬，它是在已加工表面严重变 形层内，金属晶格伸长、挤紧、扭曲甚至碎裂而 使表面层组织硬度增高的现象。 后果： 在硬化层的表面上会出现细微的裂纹、并在表 层内产生残余应力。 因此，加工硬化降低了加工表面质量和材料的 疲劳强度；增加下道工序加工困难，加速刀具磨 损；提高耐磨性的同时增加了表面的脆性，从而 降低了工件的抗冲击能力。在切削时应设法避免 或减轻硬化现象。
积屑瘤对加工过程的影响
保护刀具 积屑瘤硬 度很高
有利方面
可代替切削刃 进行切屑，减 少刀具的磨损
可减小切削变 形和切削力， 使切削轻快
积屑瘤的存在， 增加工 使刀具的实际工 作前角 作前角增大
积屑瘤对加工过程的影响
影响工件尺 寸精度 时大时小，时有时无，使切削 力产生波动而引起振动 积屑瘤的顶端突出于切削刃之外， 使实际的切削深度不断变化 积屑瘤破裂脱落后会划伤表面， 加快刀具磨损 会形成硬点和毛刺，使工件表面粗 造度值增大
在切削加工过程中，所需的切削功率Pc可以按下式计算：
Pe Pc 10 3 Fc vc 60 ( Kw)
式中 Fc
vc
—— 主切削力（N）； —— 主运动速度（m/min）
根据上式求出切削功率，可按下式计算机床电动机功率PE：
P E P c
ηc－机床传动效率，一般取ηc=0.75～0.85
不利方面
影响工件表 面粗造度
控制积屑瘤的措施
影响积屑 瘤的因素 工件材料 切削速度 刀具角度 切削液等 降低工件材料的塑性，提高材料硬度。 控制切削速度，以控制切削温度 控制措施 增大刀具前角，减小切削厚度 采用润滑性能优良的切削液可减少 甚至消除积屑瘤
3.1 切削过程的基本规律
四、第Ⅲ变形区
3.1 切削过程的基本规律
三、第Ⅱ变形区
被切削层金属经过终滑移线OM形成
切屑沿前刀面流出时，切屑底层仍 受到刀具的挤压和接触面之间强烈 的摩擦，继续以剪切滑移为主的方 式变形，其切屑底层的变形程度比 切屑上层剧烈，从而使切屑底层晶 粒弯曲拉长，在摩擦阻力的作用下， 这部分切屑流动速度减慢，称为滞
流层。
其他因素影响
◆ 刀具材料：与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦，
而影响切削力； ◆ 切削液：有润滑作用，使切削力降低；
◆ 副刀刃的影响：使切削变形增大，切削力增大
后刀面磨损：使切削力增大，对背向力Fp的影响最为 显著；
3.1 切削过程的基本规律
3.1.3 切削热和切削温度
切削过程中切削区的变形和摩擦所消耗的能量转化 产生的热称为切削热 切削热也是切削过程中产生的重要物理现 象，对切削过程有多方面影响。切削热传散 到工件上，会引起工件的热变形，因而降低 加工精度，工件表面上的局部高温则会恶化 已加工表面质量；传散到刀具上的切削热是 引起刀具磨损和破损的重要原因；切削热还 通过使刀具磨损对切削加工生产率和成本发 生影响。
3.1 切削过程的基本规律
3.1.2 切削力
金属切削时，刀具切入工件使被切金属层发生变形成为切屑 所需要的力称为切削力。
切削力来源
★ 3个变形区产生的弹、塑性变形抗力 ★ 切屑、工件与刀具间摩擦力 F弹、塑
M
F摩1
o
F摩2
3.1.2 切削力
切削力分解
变形力和摩擦力形成了作用在刀具上的合力F。为了便于测量、计 算和反映实际作用的需要，常将合力F分解为互相垂直的Fc、Ff和 Fp三个分力，如图所示。 •切削力Fc（主切削力Fz）：在主运动方 向上的分力，它切于加工表面,并与基面 垂直。Fc用于计算刀具强度，设计机床零 件,确定机床功率等。 •进给力Ff（进给抗力Fx）：在进给运动 方向上的分力，它处于基面内与进给方向 相反。Ff用于设计机床进给机构和确定进 给功率等。 •背向力Fp（吃刀抗力Fy）：在垂直于工 作平面上分力，它处于基面内并垂直于进 给方向。Fp用来计算工艺系统刚度；也是 使工件在切削过程中产生振动的力。
四、第Ⅲ变形区
残余应力
残余应力是指在没有外力的作用下,在物体内部 保持平衡而存留的应力。
残余应力对零件的性能的影响：
残余拉应力会使已加工表面产生裂纹，降低零件 的疲劳强度。残余压应力有时却能提高零件的疲 劳强度 工件表面残余应力分布不均匀也会使工件产生变 形,影响工件的尺寸和形状。
四、第Ⅲ变形区
影响切削力的因素
工件材料
强度、硬度高
塑性、韧性高 加工硬化倾向大 切削力大
切削用量
◆背吃刀量与切削力近 似成正比； ◆进给量增加，切削力 增加，但不成正比； ◆切削速度对切削力影 响复杂
主切削力Fc（N） 981 784 588
5 19 28 35 55 100 切削速度 v（m/min）
130
切削速度对切削力的影响
二、切削温度及分布
切削温度分布
切削温度一般指切削区域 的平均温度。 它由切削热的产生与传出 的平衡条件决定。 切削温度在切屑、工件、 刀具上的分布是不均匀的 ★ 切削塑性材料 — — 前刀面靠近刀尖处 温度最高。 ★ 切削脆性材料 — — 后刀面靠近刀尖处 温度最高。
图3-20 二维切削中的温 度分布
切削力分解
F Fd2 Fc2 Fc2 Ff2 Fp2
Ff Fd sin r
Fp Fd cos r
κr
Fp
Fd
Fc f 背向力 Fp
v
Ff
F
Ff 进给力 Fd
Fd
Fc 主切削力 F 切削合力 切削力的分解
工作功率的计算
工作功率Pe：切削过程中消耗的总功率。它包括切削功率Pc 和进给功率Pf。
因此，增大前角和剪切角则相对滑移减小，即切削变形减小
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽 度基本不变。用变形系数表示切削层变的变形程 度。
◆ 厚度变形系数 hD h ξ h hD
◆ 长度变形系数 LD ξ L LDh
LDh LD
变形系数值越大，说明切 削变形越严重。
切屑与切削层尺寸
此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因
刀具前刀面的摩擦
特点
在高温高压作用下，切屑底层与前刀面发生粘接，切屑与前刀 面之间既有外摩擦，也有内摩擦。
两个摩擦区
粘接区：剪切滑移，内摩擦 滑动区：滑动摩擦，外摩擦
lfi
lfo
积屑瘤
在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢 料或其它塑性材料时，常常在刀具前刀面切削处粘着一块剖面 呈三角状的硬块如图所示，这块冷焊在前刀面上的金属就称为 积屑瘤。
偏挤压：金属材料一部分受挤压时，OB线以下
金属由于母体阻碍，不能沿AB线滑移，而只能沿 OM线滑移
450 M A M A
F
O
F
B O
B
挤压与切削
Fra Baidu bibliotek切削：与偏挤压情况类似
弹性变形 剪切应力增大，达到屈服点
产生塑性变形，沿OM线滑移
剪切应力与滑移量继续增大，达到断裂强度
切屑与母体脱离。
切削热传出 加工方法和切削速度不同， 由切屑、工件、刀具和周围 介质传出的切削热百分比就 不同。 车削时，50%～86% 的切削热 由切屑带走，10%～40% 传入 工件，3%～9% 传入刀具，1% 传入周围介质; 钻削时约28%的切削热由切屑 带走，15% 传入钻头，2% 传 入工件，5%传入周围介质。
五、影响切削变形的主要因素
刀具几何角度
增大前角γo，切削刃越锋利，使变形系数ξ减小， 因此，切削变形减小。 增大刀尖圆弧半径，使切屑变形越大。
切削用量
切削速度：中低速时，积屑瘤影响较大，积屑瘤 高度越高，刀具实际前角增大，使变形系数ξ减 小。高速时，积屑瘤逐渐消失，刀具实际前角减 h 小，使ξ增大。 D Δh 切削厚度增加，切屑中平均变形减小；反之，薄 D 切屑的变形量大。 进给量f增大，切削厚度增加，使变形系数ξ减小
一、切削热的来源与传出
切削热来源
★ 切削过程变形和摩擦所做的功，绝大部分转变为切削热 ★ 主要来源
Q=QP+Qγ+Qα
式中， QP ,
量 Qγ, Qα 分别为切削层变 形、前刀面摩擦、后刀面摩擦产生的热 切屑
刀具
切削热传出
切削热由切屑、工件、刀具和 周围介质（切削液、空气)等 传散出去
工件
切削热的来源与传出
第三章 金属切削过程
本章要点
切削过程的基本规律 切削过程基本规律的 应用
3.1 切削过程的基本规律
一、切削变形及其主要影响因素 二、切削力及其主要影响因素 三、切削温度及其主要影响因素 四、刀具磨损、刀具耐用度及其主要影响 因素
3.1 切削过程的基本规律
金属切削过程是指在机床上通过刀具与 工件之间的相对运动，利用刀具前刀面推挤 切削层，切除多余金属，使其产生切屑和得 到已加工表面的过程。 切削过程中，会出现许多物理现象，诸 如切削变形、切削力、切削热、刀具磨损等。
沿刀 具前 刀面 流出
3.1 切削过程的基本规律
3.1.1 切削变形
切削变形 切削变形的本质是工件受到刀具推挤 后产生弹性和塑性变形，使切削层与母体
金属分离。
三个变形区
第Ⅰ变形区：切削刃前面 的切削层内产生的塑性变形区 (剪切变形区)，金属剪切滑移 成为切屑。主变形区，面积最 大变形区。 第Ⅱ变形区：切屑底层与前刀面 接触处，切屑排出时受前刀面挤压 与摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑 瘤的主要原因。 第Ⅲ变形区：靠近切削刃处已加工表层内产生的变形 区。已加工面受到切削刃钝圆部分与后刀面挤压与摩擦， 产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力 的主要原因。